全 文 ：新疆农业科学 2014，51(9) :1605 － 1610
Xinjiang Agricultural Sciences
doi:10． 6048 / j． issn． 1001 － 4330． 2014． 09. 006
乌兹别克斯坦 1 号与阿克苏苹果型
榅桲光合特性对比研究
王 明1，2，李建贵1，徐业勇2，杨红丽1，2
(1. 新疆农业大学林学与园艺学院，乌鲁木齐 830052;2. 新疆林业科学院，乌鲁木齐 830000)
摘 要:【目的】以阿克苏苹果型榅桲为对照，了解乌兹别克斯坦 1 号榅桲在引种区的光合特性，为进一步引
种提供理论参考。【方法】利用 LI － 6400 便携式光合仪、Spad － 502plus 型叶绿素仪和 LI － 3100 型叶面积仪
对不同品种榅桲功能叶的光合特征参数、叶绿素含量和叶面积进行测定。【结果】乌兹别克斯坦 1 号榅桲的
净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均明显高于阿克苏苹果型榅桲(P ＜ 0. 05) ，而两者的水分利
用率基本相同;乌兹别克斯坦 1 号榅桲的光适应范围为 15. 6 ～ 2 238. 4 μmol /(m2·s) ，强于阿克苏苹果型榅
桲(16. 5 ～ 2 093. 8 μmol /(m2·s) ) ;乌兹别克斯坦 1 号榅桲的叶片面积和叶绿素含量均表现出明显大于阿克
苏苹果型榅桲(P ＜ 0. 05)的现象。【结论】乌兹别克斯坦 1 号榅桲的净光合效率和对光环境的适应性等均优
于阿克苏苹果型榅桲，在引种地具有较高的发展潜力。
关键词:榅桲;净光合速率;叶绿素
中图分类号:S661． 9 文献标识码:A 文章编号:1001 － 4330(2014)09 － 1605 － 06
收稿日期:2014 － 01 － 07
基金项目:新疆维吾尔自治区 2010 年财政林业科技专项资金项目
作者简介:王明(1979 －) ，男，甘肃人，硕士研究生，研究方向为林果业栽培，(E － mail)wm2005090@ sina. com
通讯作者:李建贵(1971 －) ，男，山东人，教授，博士生导师，研究方向为林业经济管理与生态学，(E － mail)Lijiangui1971@ 163. com
Comparative Study on Photosynthetic Characteristics of Uzbekistan
No． 1 Cydonia Oblonga and Akesu Apple shaped of Cydonia oblonga
WANG Ming1，2，LI Jian － gui1，XU Ye － yong2，YANG Hong － li1，2
(1． College of Forestry ＆ Horticulture，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，China;2． Xin-
jiang Academy of Forestry Sciences，Urumqi 830000，China)
Abstract:【Objective】Akesu apple shaped of Cydonia oblonga was used as a contrast to investigate dif-
ferent physiological characteristics of Uzbekistan No． 1 Cydonia oblonga in Xinjiang with a view of providing a
basis for successful introduction．【Method】LI － 6400 portable photosynthesis，the Spad － 502plus type chlo-
rophyll meter，tape measure and Vernier Caliper were used to determine different photosynthetic index parame-
ters，chlorophyll contents，annual shoot lengths and other indicators of Uzbekistan No． 1 Cydonia oblonga and
Akzo Apple Cydonia oblonga．【Ｒesult】Net photosynthetic rate in Uzbekistan No． 1 Cydonia oblonga，transpi-
ration rate and stomatal conductance were significantly higher than those of Akesu apple － shaped Cydonia ob-
longa (P ＜ 0． 05) ，but both essentially had the same water use efficiency． The light adaptation range of Uz-
bekistan No． 1 Cydonia oblonga was 15． 6 ～ 2 238． 4 μmol /(m2·s) ) ，stronger than Akzo apple － shaped
quince(16． 5 － 2 093． 8 μmol /(m2·s) ;Area and chlorophyll content of Uzbekistan No． 1 Cydonia oblonga
were significantly greater than those of Akesu apple － shaped quince (P ＜ 0． 05)． 【Conclusion】The net pho-
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tosynthetic rate and adaptability to the light environment of Uzbekistan No． 1 Cydonia oblonga are better than
those of Akesu apple shaped of Cydonia oblonga． The study showed Uzbekistan No． 1 Cydonia oblonga had a
high potential for development in the introduction．
Key words:Cydonia oblonga;net photosynthetic rate;chlorophyll
0 引 言
【研究意义】榅桲(Cydonia oblonga Mill．)为蔷薇科(Ｒosaceae)榅桲属(Cydonia Mill)落叶灌木或小
乔木，别名木梨，维吾尔语叫比也。榅桲比苹果、梨耐盐碱，树冠优美，其枝条耐修剪，也可作绿篱，可
作为庭园和绿化树种，榅桲果实含有糖分、有机酸、维生素、果胶和少量丹宁，具有芳香味［1，2］。榅桲不
仅是香料植物，也是一种传统维药，是新疆南部及我国北方干旱地区开发利用价值很高的稀有果树，目
前在新疆地区对榅桲的品种资源调查以及其果实成分测定研究较多［3 － 7］，对国外引种榅桲与本地榅桲
光合生理特性对比研究较少。【前人研究进展】榅桲在新疆的栽培历史虽很悠久，部分学者对榅桲进行
了相关研究，研究认为新疆地区目前有 15 × 104 株左右，主要分布在南疆，成龄植株也只是零星分布;且
耐干旱、耐潮湿，最适宜的土壤是含砂粒丰富的肥沃粘壤土;榅桲果实中含有药用成分，并且其果实提取
物有降压功效，但是对榅桲缺乏系统性研究，这一珍贵果树资源在我国并没有得到良好的发展［4 － 10］。
【本研究切入点】2007 年新疆林科院经济林研究所从乌兹别克斯坦 Schroeder 果树研究所引进榅桲品种
苗木 2 株，经过几年的调查观察，发现该榅桲品种在南疆阿克苏地区栽植适宜，植株生长良好。【拟解
决的关键问题】对乌兹别克斯坦 1 号榅桲和阿克苏苹果型榅桲光合生理特性、叶片指数、枝条生长特性
等进行比较研究，为乌兹别克斯坦 1 号榅桲品种在新疆的栽植和发展提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验地自然概况
试验地选择在新疆林业科学院佳木试验站榅桲园进行。佳木试验站位于阿克苏境内，E80°32 ＇，
N41°15＇，海拔 1 103． 8 m。基地总面积 80 hm2，呈长方形，地势北高南低，西高东低，南北长 1 600 m，东
西长 650 m，地下水埋深 2． 8 ～ 3． 3 m;属大陆性干旱荒漠气候，昼夜温差大;春季较短，多大风降温天气，
时常有倒春寒现象发生，夏季炎热而干燥;降水量稀少，四季分配不均，降水量年际变化大，年均降水量
634 mm，年蒸发量 2 956． 3 mm;年均气温 10． 1℃，极端低温 － 27． 6℃，年均日照时数 2 765． 9 h，≥10℃
积温 3 882． 7℃，无霜期 195 d。土壤为轻沙壤土、肥沃，pH值 7． 85 ～ 8． 86，呈弱碱性。
1. 2 材 料
选当年嫁接乌兹别克斯坦 1 号榅桲树和当年嫁接阿克苏苹果型榅桲树，砧木为 2 年生杜梨，株、行
距为 1 m ×2 m，南北行向，自然条件下生长，无明显病虫害，树势中庸，果园管理水平中等。
1. 3 方 法
1. 3. 1 光合特性
试验于 2010 年 8 月果实成熟期晴天进行。测定时间为光照充足的上午(12:00 ～ 14:00) ，用 LI －
6400 便携式光合仪测定榅桲功能叶片的光合指标参数。每种榅桲品种选择具代表性的植株，各项光合
特性指标均选新梢中上部 5 ～ 7 节位(自上而下) ，每株选 3 片叶，各重复测定 6 次。采用开放式气路测
定，根据当地实际条件设定参数，大气 CO2含量为 400 μmd /moL。叶室温度、净光合速率(Pn)、蒸腾速
率(Tr)、气孔导度(Gs)、细胞间隙 CO2含量(Ci)等数值由仪器直接测得，进而计算水分利用率(WUE)
= Pn /Tr。
光响应曲线测定采用 LI － 6400 便携式光合仪 LED 红蓝光源，光照强度设定 16 个梯度，分别为 0、
10、20、50、80、100、150、200、400、600、800、1 000、1 300、1 500、1 700、1 900 ～ 2 200 μmoL /(m2·s) ，由仪
器自动记录相应的光合速率(Pn)值。根据光响应曲线的经典 Farquhar 模型［11］进行拟合光补偿点
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9 期 王 明等:乌兹别克斯坦 1 号与阿克苏苹果型榅桲光合特性对比研究
(L) ，光饱和点(L) ，最大净光合速率(A)，表观量子效率(e)等相关参数。
1. 3. 2 叶绿素含量和叶面积
在 7 月 15 日榅桲果实膨大期，随机选取 30 株榅桲，分别选择 3 ～ 5 片功能叶，用 Spad － 502plus型
叶绿素仪进行 3 点测定叶绿素含量，取其平均值，同时用 LI － 3100 型叶面积仪同步测定其叶面积。
2 结果与分析
2. 1 两个榅桲品种的光合参数比较
叶片光合作用与蒸腾作用是两个同时进行的气体交换过程，气孔作为气体交换的门户，其行为调节
和控制光合与蒸腾，光合与蒸腾两者一起决定着叶片水平上的水分利用效率［13］。
研究表明:乌兹别克斯坦 1 号榅桲的净光合速率为(9. 539 ± 0. 541)μmol /(m2·s)，而阿克苏苹果
型榅桲净光合速率则仅为(6. 291 ± 0. 512)μmol /(m2·s)，两者差异达显著性水平(P ＜ 0. 05) ;乌兹别
克斯坦 1 号榅桲的蒸腾速率、气孔导度和胞间 CO2浓度分别为(6. 397 ± 0. 310)mmol /(m
2·s)、(0. 228
± 0. 013)mmol /(m2·s)和(287. 228 ± 8. 640)μmoL /moL，通过多重比较分析，其各参数均明显高于阿克
苏苹果型榅桲(P ＜ 0. 05) ;从水分利用效率来看，乌兹别克斯坦 1 号榅桲和阿克苏苹果型榅桲基本相
同，分别为(1. 491 ± 0. 013)和(1. 513 ± 0. 013)μmoL /mol，两者无明显差异(P ＜ 0. 05)。表 1
表 1 两种榅桲品种叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用率和细胞间隙 CO2浓度
Table 1 The comparation of Pn、Tr、Gs、WUE and intercellular CO2concentration of
the leaves from the two different varieties
品种
Variety
净光合速率 Pn
［μmol /(m2·s)］
蒸腾速率 Tr
［mmol /(m2·s)］
气孔导度 Gs
［mmol /(m2·s)］
水分利用率 Wue
(μmoL /moL)
细胞间隙
CO2浓度
(μmoL /moL)
乌兹别克斯坦 1 号榅桲
Uzbekistan No． 1 9. 539 ± 0. 541
aA 6. 397 ± 0. 310aA 0. 288 ± 0. 49aA 1. 491 ± 0. 013a 287. 228 ± 8. 640aA
阿克苏苹果型榅桲
Akesu apple － shaped 6. 291 ± 0. 512
bA 4. 238 ± 0. 824bA 0. 081 ± 0. 016bA 1. 513 ± 0. 251a 202. 679 ± 20. 724bA
注:不同大写字母代表差异 P ＜ 0. 01，小写字母代表差异 P ＜ 0. 05
Note:The different capital letters represent significant difference at 1% level，and small letters indicated significant difference at 5% level
2. 2 两种榅桲品种光强响应曲线比较
光强响应曲线反映了植物光合速率随着光合有效辐射改变的变化规律。两个榅桲品种对光强响应
的变化规律基本相同，当 PAＲ在 0 ～ 2 000 μmol /(m2·s)范围内，两个品种的 Pn值均随着 PAＲ值的增
加而增大，但阿克苏苹果型榅桲的 Pn值一直高于乌兹别克斯坦 1 号榅桲，当 PAＲ值达 2 000 μmol /(m2
·s)时，两者的 Pn值趋于接近。图 1
图 1 光强响应曲线变化
Fig. 1 The response curve of light intensity
参考叶子飘等［12］的方法，对两个品种的榅桲光响应曲线进行拟合方程。光强响应曲线反映了净光
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新疆农业科学 51 卷
合速率与光照强度之间的函数关系，由光强响应曲线可以计算出光补偿点和光饱和点等指标，拟合程度
Ｒ2越大(0 ＜ Ｒ2 ＜ 1)，说明拟合程度很好。光补偿点反映了植物利用弱光的能力，通常植物的光补偿点
越小，其利用弱光的能力越强，植物的耐荫性越强［13 － 14］;而光饱和点却反映了植物利用强光的能力，光
饱和点越高表明植物在受到强光时不易发生抑制，植物的喜光性越强。
两个品种的光响应方程的拟合 Ｒ2均大于 0. 999，说明试验参数具有非常高的可靠性。其中乌兹别
克斯坦 1 号榅桲的饱和光强(LSP)为 2 238. 4 μmol /(m2·s)，高出阿克苏苹果型榅桲饱和光强(2 093. 8
μmol /(m2·s))6. 91%;而光补偿点则表现出乌兹别克斯坦 1 号榅桲(15. 6 μmol /(m2·s))较阿克苏苹
果型榅桲(16. 5 μmol /(m2·s))低 5. 8%。说明乌兹别克斯坦 1 号榅桲相对于阿克苏苹果型榅桲而言，
对光环境的适应性较强。表 2
表 2 榅桲两个品种光响应模型参数
Table 2 Comparison of light intensity from the two different varieties
品种
Variety
方程
Equation
光饱积点
Light satuystion
point
光补偿点
Lifht Compensati
on point
Ｒ2
阿克苏苹果型
Akesu apple － shaped y = 0. 068 041x ×(1 － 0. 000 063x)/(1 － 0. 002 649x)－ 2. 406 2 093. 8 16. 5 0. 999 899
乌兹别克斯坦 1 号
Uzbekistan No． 1 y = 0. 056 103x ×(1 － 0. 000 067x)/(1 － 0. 002 09x)－ 3. 218 2 238. 4 15. 6 0. 999 876
2. 3 两种榅桲品种叶面积、叶绿素含量比较
测定结果表明:乌兹别克斯坦 1 号榅桲的叶片叶面积、叶绿素含量均明显高于阿克苏苹果型榅桲
(P ＜ 0. 05)，其中乌兹别克斯坦 1 号榅桲的叶面积均值达 47. 38 cm2，较阿克苏苹果型榅桲叶面积高出
67. 5%，差异极显著(P ＜ 0. 01)。图 2、图 3
图 2 叶面积差异比较
Fig. 2 Comparison of the difference of leaf area
图 3 叶绿素含量差异比较
Fig. 3 Difference of chlorophyll content
3 讨 论
光合性状是作物的重要生理指标之一，光合效率的高低直接影响到作物产量、品质并反映其光能利
用率。影响植物光合作用的因素较为复杂，内部因素有叶绿素含量、叶片的面积、角度、形态解剖差异
等，外部因素有光强、水分、温度、矿质营养和 CO2浓度等，而净光合速率、蒸腾速率和气孔导度等光合生
理指标反映的是内外因子共同作用的结果。不同种间和同一种不同品种间均存在光合特性差异，光合
速率高低、光合功能期长短、光适应范围等都会影响到作物的生长状况和产量。汪良驹等［15］对 19 个梨
品种幼树的测定结果显示，各品种的叶片净光合速率从 6. 32 ～ 18. 50 μmol /(m2·s)不等，刘国琴等［16］
通过对 16 个柑桔品种的光合特性测定结果显示，其中净光合速率最高为 6. 65 μmol /(m2·s)，是净光
合速率最低值的品种的 2. 16 倍。通过研究显示:乌兹别克斯坦 1 号榅桲的净光合速率、蒸腾速率、气孔
导度和胞间 CO2浓度均明显高于阿克苏苹果型榅桲(P ＜ 0. 05)。
光补偿点(LCP)是指在光合作用吸收的 CO2量与呼吸作用放出的 CO2量相等，表观光合速率等于
零时的光强，是作物需光的下限。光饱和点(LSP)显示作物能够充分利用光能的程度，即作物需光的上
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9 期 王 明等:乌兹别克斯坦 1 号与阿克苏苹果型榅桲光合特性对比研究
限，光饱和点越高说明其可利用的光照强度越大。植物光合作用光饱和点(LSP)和补偿点(LCP)可作
为选择优良品种、改善栽培措施等提供理论依据，并为林木的引种栽培提供更具体的理论指导。樊卫国
等［17］、王金政等［18］和李延菊等［19］分别通过刺梨、杏和扁桃阐明了光饱和点和光补偿点与光合速率之间
的联系。乌兹别克斯坦 1 号榅桲的光环境适应范围为 15. 6 ～ 2 238. 4 μmol /(m2·s) ，强于阿克苏苹果
型榅桲 (16. 5 ～ 2 093. 8 μmol /(m2·s) )。
植物在光合作用过程中，吸收光能的色素有叶绿素(叶绿素 a和叶绿素 b)和类胡萝卜素(胡萝卜素
和叶黄素) ，其中叶绿素是主要的吸收光能物质，叶绿素含量的高低不仅与叶色浓淡有关，而且对光合
速率有直接的影响。在高光强条件下，叶绿素含量在一定范围内与净光合速率呈正相关［20］。同时，叶
片面积大的作物品种其光能利用效率也往往相对较高。乌兹别克斯坦 1 号榅桲的叶面积均值、叶绿素
含量均明显高于阿克苏苹果型榅桲，说明乌兹别克斯坦 1 号榅桲光合利用效率潜能要优于阿克苏苹果
型榅桲。
4 结 论
乌兹别克斯坦 1 号与阿克苏苹果型榅桲品种间的光合特征参数、叶面积和叶绿素含量均存在一定
的差异;其中乌兹别克斯坦 1 号榅桲在净光合效率和对外界光环境适应范围均优于阿克苏苹果型榅桲，
该品种能够适应阿克苏地区的光照强度，并且该区域内的光照环境有利于促进乌兹别克斯坦 1 号榅桲
光合作用的进行;乌兹别克斯坦 1 号榅桲在该地区种植其生长势、光合利用效率均优于阿克苏苹果型，
与阿克苏苹果型榅桲相比乌兹别克斯坦 1 号榅桲是一种高光合、高蒸腾树种，在引种地区种植具有一定
的开发空间和潜力。研究仅从光合特性角度分析两种榅桲树种适应性，能否切实做到大面积引种还有
待结合其他内外环境因子进一步研究。
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